CN103663893A - 臭氧与纯氧曝气结合实现石化废水污泥减量的方法 - Google Patents

臭氧与纯氧曝气结合实现石化废水污泥减量的方法 Download PDF

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臭氧与纯氧曝气结合实现石化废水污泥减量的方法，属于环境工程技术领域。本发明针对石化污水的特点，采用特定的工艺条件控制臭氧氧化与纯氧曝气结合实现石化废水污泥减量，本发明方法按照剩余污泥理论产生量的40~50%进行臭氧氧化处理，氧化时间控制在28~35min，可使现场污泥减量效率控制在72.7~81.5%之间，同时出水COD达标，达到污泥减量的目的的同时又实现处理效率高、耗能低、运行成本低。

Description

臭氧与纯氧曝气结合实现石化废水污泥减量的方法
技术领域
臭氧与纯氧曝气结合实现石化废水污泥减量的方法，属于环境工程技术领域。
背景技术
目前，石化企业的仅某一乙烯厂区污水处理，其中高含盐系统中曝气池年产剩余干污泥量近千吨。采用传统重力浓缩加药剂调理再经脱水机压滤成滤饼，滤饼焚烧处理，每吨污泥药剂加后续处理费用约为820元，仅此项污泥处理年费用为70多万元。石油化工行业污泥含水率高，药剂调理费用高，处理费用昂贵。随着环境标准日益严格和剩余污泥量的不断增加，污泥处理难度和处理成本也不断增加。
在众多污泥减量方法中，利用臭氧氧化法破解剩余泥污，增强污泥可生化降解性，促进污泥减量的技术受到广泛关注。目前，国内外对臭氧污泥减量技术的研究，主要集中在臭氧破解污泥的效率及对污泥性质的影响和臭氧氧化污泥减量工艺研究两方面。我国在臭氧氧化污泥减量技术的研究刚刚起步，污泥浓度和臭氧量对污泥减量效果的影响以及臭氧氧化过程机理未见报导。
石油化工行业污水处理产生的剩余污泥化学成分复杂，无机盐成分高，污泥产率高，剩余污泥产量大，处理能耗高，污泥处理给污水厂带来沉重的压力。因此从源头控制，采用污泥减量法是解决污泥问题的最佳途径，对石化行业污水处理具有重要的经济效益和环境效益。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种剩余污泥量低、处理效率高、耗能低、运行成本低的臭氧与纯氧曝气结合实现石化废水污泥减量的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该臭氧与纯氧曝气结合实现石化废水污泥减量的方法，其特征在于，其具体实施步骤为：
1、将污水泵入纯氧曝气池，向池内通入纯氧进行曝气，其水力停留时间为12~24h；
2、经纯氧曝气后的污水泵入到圆锥型沉淀池沉淀0.5~2h，再过滤完成固液分离，分离出的污泥50~60%做回流污泥，剩余40~50%做臭氧化污泥；
3、再将圆锥型沉淀池分离出回流污泥到纯氧曝气池中，回流污泥浓度为14~18g/L，保持纯氧曝气池中水量在其容积的85~92%，同时保持开启氧气管阀进行曝气；
4、将圆锥型沉淀池中剩余的臭氧化污泥泵入臭氧接触氧化塔进行氧化，维持臭氧接触氧化塔内的臭氧发生器的臭氧产量在每立方米212~415g/h，臭氧氧化时间控制在28~35min，把氧化液返回到纯氧曝气池中进行曝气实现生物降解，臭氧接触氧化塔内剩余的污泥直接排掉。
优选的，所述的步骤1.2中污水泵入到圆锥型沉淀池沉淀1.0~1.5h。
优选的，所述的步骤1.2中将分离出的污泥50%做回流污泥。
优选的，所述的步骤1.2中分离出的污泥50%做臭氧化污泥。
优选的，所述的步骤1.4中臭氧发生器的臭氧产量在每立方米280~380 g/h。
优选的，所述的步骤1.4中臭氧氧化时间控制在30min。
所述的纯氧曝气池内同时存在步骤1中进入的污水、步骤3中回流的污泥和步骤4中返回的氧化液，氧气管阀保持开启状态对上述三种污物的混合液进行纯氧曝气。
所述的臭氧接触氧化塔采用圆柱型，臭氧在臭氧接触氧化塔里完成对剩余污泥的氧化处理。
本发明的设备中另有水泵、污泥泵、氧气供量与空气泵、转子流量计等为装置的运行提供动力或流量监控。
本发明针对石油化工污水尤其是乙烯生产中的污水，所含特定的有机污染物类别和浓度，所专门进行的发明，曝气作用增加了水中的溶解氧浓度，石油化工污水中的可降解有机物同溶解氧在臭氧处理后的水中相遇，从而增加降解活力，去除更多的有机物。臭氧氧化的效果和臭氧量以及臭氧和污泥接触反应的时间(污泥循环速度)有关。石油化工污水只有在本发明所述的水力停留时间、纯氧曝气池污泥浓度以及剩余污泥产率、臭氧氧化方案等工艺参数的条件下才会有特别明显的效果，可使污泥减量效率达到72.7~81.5%。
与现有技术相比，本发明的臭氧与纯氧曝气结合实现石化废水污泥减量的方法所具有的有益效果是：本发明方法解决了传统重力浓缩加药剂调理再经脱水机压滤成滤饼费用高，污泥产量大等问题，使处理石化废水的污泥处理由减容向减量转变，产生的剩余污泥量大大降低、处理效率提高、耗能运行成本降低。实际使用显示，本发明方法按照剩余污泥理论产生量的40~50%进行臭氧氧化处理，氧化时间控制在28~35min，可使现场污泥减量效率控制在72.7~81.5%之间，同时出水COD达标，达到污泥减量的目的。
附图说明
图1是本发明臭氧与纯氧曝气结合实现石化废水污泥减量的方法的工艺流程示意图。
其中，1、污水   2、纯氧曝气池  3、锥形沉淀池   4、直排污泥， 5、回流污泥  6、臭氧接触氧化塔  7、氧化液。
具体实施方式
参照附图1：污水1首先进入纯氧曝气池2进行纯氧曝气，经纯氧曝气的污水1进入锥形沉淀池3中沉淀，所有的污泥都在沉淀在沉淀池的底部，一部分污泥回流，一部分做为剩余污泥排放，本质上讲，同等时间下，排放的剩余污泥和回流污泥是一样的，回流污泥5的一部分直接回纯氧曝气池2中用于调节池内浓度，剩余污泥则进入臭氧接触氧化塔6进行臭氧氧化，经臭氧氧化得到的氧化液7与纯氧曝气池中的污水混合，将氧化液重新利用微生物的降解作用，将其进一步降解，臭氧接触氧化塔6中分离出的污泥直接排掉形成直排污泥4。
实施例1：试验纯氧曝气池满负荷运行时，臭氧氧化剩余污泥。
1、将污水泵入有效容积为1000L的纯氧曝气池，向池内通入纯氧进行曝气；纯氧曝气池控制在满负荷运行，相应的HRT为12h。
2、经纯氧曝气后的污水泵入到圆锥型沉淀池沉淀1.0h，再过滤完成固液分离，分离出的污泥50%做回流污泥，剩余50%做臭氧化污泥；
3、再将圆锥型沉淀池分离出的回流污泥用污泥泵泵送到步骤1所述有效容积为1000L的纯氧曝气池中，回流污泥浓度在16g/L，保持池中水量在900L，同时保持开启氧气管阀进行曝气，待纯氧曝气池中悬浮污泥稳定后，监测其中污泥浓度和进水COD值；
4、将圆锥型沉淀池中剩余的50%的臭氧化污泥用污泥泵泵入臭氧接触氧化塔进行氧化，维持臭氧接触氧化塔内的臭氧发生器的臭氧产量在每立方米300g/h，按照1.0/d的污泥产率进行臭氧氧化处理，臭氧氧化时间控制在30min，把氧化液返回到纯氧曝气池中进行曝气实现生物降解，臭氧接触氧化塔中分离的剩余污泥直接排掉。污泥减量效率达78.2%，污泥产率0.182kgMLVSS/kgCOD.d，COD去除率达62.3%，沉淀池出水的COD为18.6mg/L，符合排放要求。
实施例2：试验纯氧曝气池半负荷运行时，臭氧氧化剩余污泥。
1、将污水泵入有效容积为1000L的纯氧曝气池，向池内通入纯氧进行曝气，纯氧曝气池控制在半负荷运行，相应的HRT为24h。
2、经纯氧曝气后的污水泵入到圆锥型沉淀池沉淀2h，再过滤完成固液分离，分离出的污泥60%做回流污泥，剩余40%做臭氧化污泥；
3、再将圆锥型沉淀池分离出的回流污泥用污泥泵泵送到步骤1所述有效容积为1000L的纯氧曝气池中，回流污泥浓度在18g/L，保持池中水量在920L，同时保持开启氧气管阀进行曝气，待纯氧曝气池中悬浮污泥稳定后，监测其中污泥浓度和进水COD值；
4、将圆锥型沉淀池中剩余的50%的臭氧化污泥用污泥泵泵入臭氧接触氧化塔进行氧化，维持臭氧接触氧化塔内的臭氧发生器的臭氧产量在每立方米350g/h，按照1.0/d的污泥产率进行臭氧氧化处理，臭氧氧化时间控制在35min，把氧化液返回到纯氧曝气池中进行曝气实现生物降解，臭氧接触氧化塔中分离的剩余污泥直接排掉。污泥减量效率达78.7%，污泥产率  0.203kgMLVSS/kgCOD.d ，COD去除率52.0%，沉淀池出水的COD为32.2mg/L，符合排放要求。
实施例3：试验纯氧曝气池半负荷运行时，臭氧氧化剩余污泥。
1、将污水泵入有效容积为1000L的纯氧曝气池，向池内通入纯氧进行曝气，纯氧曝气池控制在半负荷运行，相应的HRT为24h。
2、经纯氧曝气后的污水泵入到圆锥型沉淀池沉淀2h，再过滤完成固液分离，分离出的污泥55%做回流污泥，剩余45%做臭氧化污泥；
3、再将圆锥型沉淀池分离出的回流污泥用污泥泵泵送到步骤1所述有效容积为1000L的纯氧曝气池中，回流污泥浓度在16g/L，保持池中水量在900L，同时保持开启氧气管阀进行曝气，待纯氧曝气池中悬浮污泥稳定后，监测其中污泥浓度和进水COD值；
4、将圆锥型沉淀池中剩余的50%的污泥用污泥泵泵入臭氧接触氧化塔进行氧化，维持臭氧接触氧化塔内的臭氧发生器的臭氧产量在每立方米250g/h，按照1.0/d的污泥产率进行臭氧氧化处理，臭氧氧化时间控制在30min，把氧化液返回到纯氧曝气池中进行曝气实现生物降解，臭氧接触氧化塔中分离的剩余污泥直接排掉。污泥减量效率达74.7%，污泥产率  0.200kgMLVSS/kgCOD.d ，COD去除率53.8%，沉淀池出水的COD为28.2mg/L，符合排放要求。
实施例4：试验纯氧曝气池满负荷运行时，臭氧氧化剩余污泥。
1、将污水泵入有效容积为1000L的纯氧曝气池，向池内通入纯氧进行曝气，纯氧曝气池控制在满负荷运行，相应的HRT为12h。
2、经纯氧曝气后的污水泵入到圆锥型沉淀池沉淀0.5h，再过滤完成固液分离，分离出的污泥57%做回流污泥，剩余43%做臭氧化污泥；
3、再将圆锥型沉淀池分离出回流污泥用污泥泵泵送到到步骤1所述有效容积为1000L的纯氧曝气池中，回流污泥浓度在14g/L，保持池中水量在900L，同时保持开启氧气管阀进行曝气，待纯氧曝气池中悬浮污泥稳定后，监测其中污泥浓度和进水COD值；
4、将圆锥型沉淀池中剩余的50%的污泥用污泥泵泵入臭氧接触氧化塔进行氧化，维持臭氧接触氧化塔内的臭氧发生器的臭氧产量在每立方米280g/h，按照1.0/d的污泥产率进行臭氧氧化处理，臭氧氧化时间控制在28min，把氧化液返回到纯氧曝气池中进行曝气实现生物降解，臭氧接触氧化塔中分离的剩余污泥直接排掉。污泥减量效率达76.5%之间，污泥产率0.189kgMLVSS/kgCOD.d ，COD去除率58.2%，沉淀池出水的COD为23.2mg/L符合排放要求。
实施例5：试验纯氧曝气池满负荷运行时，臭氧氧化剩余污泥。
1、将污水泵入有效容积为1000L的纯氧曝气池，向池内通入纯氧进行曝气，纯氧曝气池控制在满负荷运行，相应的HRT为12h。
2、经纯氧曝气后的污水泵入到圆锥型沉淀池沉淀0.5h，再过滤完成固液分离，分离出的污泥56%做回流污泥，剩余44%做臭氧化污泥；
3、再将圆锥型沉淀池分离出回流污泥用污泥泵泵送到步骤1所述有效容积为1000L的纯氧曝气池中，回流污泥浓度在17g/L，保持池中水量在850L，同时保持开启氧气管阀进行曝气，待纯氧曝气池中悬浮污泥稳定后，监测其中污泥浓度和进水COD值；
4、将圆锥型沉淀池中剩余的48%的污泥用污泥泵泵入臭氧接触氧化塔进行氧化，维持臭氧接触氧化塔内的臭氧发生器的臭氧产量在每立方米300g/h，按照1.0/d的污泥产率进行臭氧氧化处理，臭氧氧化时间控制在30min，把氧化液返回到纯氧曝气池中进行曝气实现生物降解，臭氧接触氧化塔中分离的剩余污泥直接排掉。污泥减量效率达77.8%之间，污泥产率0.186kgMLVSS/kgCOD.d ，COD去除率58.4%，沉淀池出水的COD为22.1mg/L符合排放要求。
实施例6：试验纯氧曝气池满负荷运行时，臭氧氧化剩余污泥。
1、将污水泵入有效容积为1000L的纯氧曝气池，向池内通入纯氧进行曝气，纯氧曝气池控制在满负荷运行，相应的HRT为12h。
2、经纯氧曝气后的污水泵入到圆锥型沉淀池沉淀0.5h，再过滤完成固液分离，分离出的污泥55%做回流污泥，剩余45%做臭氧化污泥；
3、再将圆锥型沉淀池分离出回流污泥用污泥泵泵送到到步骤1所述有效容积为1000L的纯氧曝气池中，回流污泥浓度在16g/L，保持池中水量在900L，同时保持开启氧气管阀进行曝气，待纯氧曝气池中悬浮污泥稳定后，监测其中污泥浓度和进水COD值；
4、将圆锥型沉淀池中剩余的55%的污泥用污泥泵泵入臭氧接触氧化塔进行氧化，维持臭氧接触氧化塔内的臭氧发生器的臭氧产量在每立方米320g/h，按照1.0/d的污泥产率进行臭氧氧化处理，臭氧氧化时间控制在30min，把氧化液返回到纯氧曝气池中进行曝气实现生物降解，臭氧接触氧化塔中分离的剩余污泥直接排掉。污泥减量效率达78.5%之间，污泥产率0.184kgMLVSS/kgCOD.d ，COD去除率58.8%，沉淀池出水的COD为20.8mg/L符合排放要求。
实施例7：试验纯氧曝气池满负荷运行时，臭氧氧化剩余污泥。
1、将污水泵入有效容积为1000L的纯氧曝气池，向池内通入纯氧进行曝气，纯氧曝气池控制在满负荷运行，相应的HRT为12h。
2、经纯氧曝气后的污水泵入到圆锥型沉淀池沉淀0.5h，再过滤完成固液分离，分离出的污泥53%做回流污泥，剩余47%做臭氧化污泥；
3、再将圆锥型沉淀池分离出回流污泥用污泥泵泵送到到步骤1所述有效容积为1000L的纯氧曝气池中，回流污泥浓度在14g/L，保持池中水量在850L，同时保持开启氧气管阀进行曝气，待纯氧曝气池中悬浮污泥稳定后，监测其中污泥浓度和进水COD值；
4、将圆锥型沉淀池中剩余的45%的污泥用污泥泵泵入臭氧接触氧化塔进行氧化，维持臭氧接触氧化塔内的臭氧发生器的臭氧产量在每立方米380g/h，按照1.0/d的污泥产率进行臭氧氧化处理，臭氧氧化时间控制在30min，把氧化液返回到纯氧曝气池中进行曝气实现生物降解，臭氧接触氧化塔中分离的剩余污泥直接排掉。污泥减量效率达79.6%之间，污泥产率0.178kgMLVSS/kgCOD.d ，COD去除率59.8%，沉淀池出水的COD为19.4mg/L符合排放要求。
实施例8：试验纯氧曝气池满负荷运行时，臭氧氧化剩余污泥。
1、将污水泵入有效容积为1000L的纯氧曝气池，向池内通入纯氧进行曝气，纯氧曝气池控制在满负荷运行，相应的HRT为12h。
2、经纯氧曝气后的污水泵入到圆锥型沉淀池沉淀1.5h，再过滤完成固液分离，分离出的污泥52%做回流污泥，剩余48%做臭氧化污泥；
3、再将圆锥型沉淀池分离出回流污泥用污泥泵泵送到到步骤1所述有效容积为800~1000L的纯氧曝气池中，回流污泥浓度在16g/L，保持池中水量在700~900L，同时保持开启氧气管阀进行曝气，待纯氧曝气池中悬浮污泥稳定后，监测其中污泥浓度和进水COD值；
4、将圆锥型沉淀池中剩余的60%的污泥用污泥泵泵入臭氧接触氧化塔进行氧化，维持臭氧接触氧化塔内的臭氧发生器的臭氧产量在每立方米212g/h，按照1.0/d的污泥产率进行臭氧氧化处理，臭氧氧化时间控制在30min，把氧化液返回到纯氧曝气池中进行曝气实现生物降解，臭氧接触氧化塔中分离的剩余污泥直接排掉。污泥减量效率达72.7%之间，污泥产率0.194kgMLVSS/kgCOD.d ，COD去除率59.2%，沉淀池出水的COD为19.9mg/Lmg/L符合排放要求。
实施例9：试验纯氧曝气池满负荷运行时臭氧氧化试验
1、将污水泵入有效容积为1000L的纯氧曝气池，向池内通入纯氧进行曝气，纯氧曝气池控制在满负荷运行，相应的HRT为12h。
2、经纯氧曝气后的污水泵入到圆锥型沉淀池沉淀1.8h，再过滤完成固液分离，分离出的污泥51%做回流污泥，剩余49%做臭氧化污泥；
3、再将圆锥型沉淀池分离出回流污泥用污泥泵泵送到到步骤1所述有效容积为1000L的纯氧曝气池中，回流污泥浓度在15g/L，保持池中水量在900L，同时保持开启氧气管阀进行曝气，待纯氧曝气池中悬浮污泥稳定后，监测其中污泥浓度和进水COD值；
4、将圆锥型沉淀池中剩余的40%的污泥用污泥泵泵入臭氧接触氧化塔进行氧化，维持臭氧接触氧化塔内的臭氧发生器的臭氧产量在每立方米415g/h，按照0.5/d的污泥产率进行臭氧氧化处理，臭氧氧化时间控制在30min，把氧化液返回到纯氧曝气池中进行曝气实现生物降解，臭氧接触氧化塔中分离的剩余污泥直接排掉。污泥减量效率达81.5%之间，污泥产率0.191kgMLVSS/kgCOD.d ，COD去除率60%，沉淀池出水的COD为19.2mg/L符合排放要求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.臭氧与纯氧曝气结合实现石化废水污泥减量的方法，其特征在于，其具体实施步骤为：
1.1、将污水泵入纯氧曝气池，向池内通入纯氧进行曝气，其水力停留时间为12~24h；
1.2、经纯氧曝气后的污水泵入到圆锥型沉淀池沉淀0.5~2h，再过滤完成固液分离，分离出的污泥50~60%做回流污泥，剩余40~50%做臭氧化污泥；
1.3、再将圆锥型沉淀池分离出回流污泥到纯氧曝气池中，回流污泥浓度为14~18g/L，保持纯氧曝气池中水量在其容积的85~92%，同时保持开启氧气管阀进行曝气；
1.4、将圆锥型沉淀池中剩余的臭氧化污泥泵入臭氧接触氧化塔进行氧化，维持臭氧接触氧化塔内的臭氧发生器的臭氧产量在每立方米212~415g/h，臭氧氧化时间控制在28~35min，把氧化液返回到纯氧曝气池中进行曝气实现生物降解，臭氧接触氧化塔内剩余的污泥直接排掉。
2.根据权利要求1所述的臭氧与纯氧曝气结合实现石化废水污泥减量的方法，其特征在于：所述的步骤1.2中污水泵入到圆锥型沉淀池沉淀1.0~1.5h。
3.根据权利要求1所述的臭氧与纯氧曝气结合实现石化废水污泥减量的方法，其特征在于：所述的步骤1.2中将分离出的污泥50%做回流污泥。
4.根据权利要求1所述的臭氧与纯氧曝气结合实现石化废水污泥减量的方法，其特征在于：所述的步骤1.2中分离出的污泥50%做臭氧化污泥。
5.根据权利要求1所述的臭氧与纯氧曝气结合实现石化废水污泥减量的方法，其特征在于：所述的步骤1.4中臭氧发生器的臭氧产量在每立方米280~380 g/h。
6.根据权利要求1所述的臭氧与纯氧曝气结合实现石化废水污泥减量的方法，其特征在于：所述的步骤1.4中臭氧氧化时间控制在30min。
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